Защитные устройства для работы с водородом

На протяжении более 40 лет промышленность использовала водород в огромных количествах в качестве промышленного химического вещества и топлива для исследования космоса. За это время промышленность разработала инфраструктуру для безопасного производства, хранения, транспортировки и использования водорода. Часто водород используется при производстве стекла и электроники.

Водород сам по себе является прозрачным газом без запаха и вкуса, нетоксичным, но при взаимодействии с воздухом, кислородом либо в присутствии других окисляющих газов, например фтора или хлора, становится крайне пожаро- и взрывоопасен. Поэтому при обращении с этим газом необходимо учитывать все аспекты обеспечения безопасной эксплуатации – инструктаж персонала и установка специальных защитных устройств. Огнепреградительные и обратные клапаны используются для защиты баллонов, трубопроводов, оборудования и самое главное персонала. Могут применяться практически для всех технических газов: ацетилен, пропан, пропилен, этилен, метан, водород или кислород. Благодаря комбинации установленных защитных элементов они обеспечивают защиту от обратного удара или пламени и предотвращают образование опасных газовых смесей в трубопроводе.

Основными причинами обратного удара или пламени являются неисправные узлы горелки и неправильно установленное давление

Огнепреградительные и обратные клапаны IBEDA
Огнепреградительные и обратные клапаны IBEDA

газа, также при работе оборудования возможно повышение температуры выше допустимой, а возможности ее контроля нет из-за отсутствия доступа, например, это печь. Для таких случаев тоже подойдут огнепреградители — в них стоит датчик температуры и при ее повышении клапан закрывается до снижения температурных показателей. Возможно, это даст брак продукции, но позволит избежать возгорания, взрывов и гибели людей. В Европе подобные клапаны ставят даже в обычных домах, это помогает минимизировать ущерб от пожаров. Главным фактором всех инцидентов служат человеческие ошибки. Поэтому все оборудование, взаимодействующее с горючими газами, в т.ч. и с водородом должно поставляться в комплекте с защитными устройствами. Так как без них специалист не сможет быстро среагировать и исправить ситуацию при возникновении обратного удара. Последствия очень опасны. Например, может разорваться газовый шланг, произойти взрыв баллона/моноблока с газом.

Одним из ведущих мировых производителей таких защитных устройств как огнепреградительные и обратные клапаны является немецкое предприятие IBEDA. Они представляют наиболее широкую их линейку для всех отраслей промышленности и различных областей применений. Все устройства проходят производственные испытания и на герметичность, сертифицированы ведущими центрами, такими как немецкий BAM и американский UL.

Защитные устройства помогают предотвратить:

— поток газа в случае скачков давления;
— поступление воздуха или кислорода в распределительную линию или отдельные баллоны;
— распространение пламени по шлангу/трубопроводу;
— дальнейший поток газа в случае возгорания.

Все устройства помимо встроенного пламегасителя имеют также несколько функций безопасности:

Устройство огнепреградителей

1. Отсечной клапан, чувствительный к давлению (PV) останавливает поток газа в случае скачков давления.
2. Обратный клапан (HB) предотвращает образование опасных газовых смесей, обеспечивая подачу газа только в заданном направлении.
3. Пламегаситель охлаждает пламя до температуры ниже температуры воспламенения, предотвращая обратную вспышку.
4. Отсечной клапан, чувствительный к температуре автоматически закрывается при повышении температуры до критической отметки и перекрывает поток газа.

Каждый огнепреградительный клапан имеет по меньшей мере два предохранительных элемента: обратный клапан и пламегаситель, отсечные клапаны идут в зависимости от модификации. Возможный обратный поток газа останавливается действием подпружиненного обратного клапана, что предотвращает смешивание двух газов. Поэтому образование взрывоопасной газовой смеси невозможно. Механизм основан на высокопористой структуре цилиндрического фильтра. Пламя течет через фильтр, теряя свою энергию, что приводит к остыванию. Таким образом, воспламенение гаснет за доли секунды. Отсечной клапан, активируемый температурой, является еще одним важным элементом безопасности. Прежде чем устройство достигнет опасного уровня температуры, встроенный компонент начинает плавится и мгновенно активирует подпружиненный клапан, автоматически отключая подачу газа: критическая температура воспламенения больше не может быть достигнута и пламя гасится, и никакого вреда не причиняется.

Применительно к водороду стоит помнить об использовании обратных клапанов. Для обеспечения безопасной эксплуатации заправочных комплексов при заправке водородом автомобильного транспорта либо реципиентных блоков устанавливаются обратные клапаны на линии высокого давления. При производстве водорода применяют обратные клапаны на линии низкого давления, например, для исключения перетока перед сжатием.

В Европе еще несколько десятилетий назад эти компактные устройства произвели революцию в безопасности при работе с горючими газами. Их использование обязательно и регламентировано на законодательном уровне. В России, к сожалению, этого нет и все остается в зоне ответственности собственника производства или инженерного состава. Но персональная безопасность и защита оборудования должны быть приоритетами на любом производстве, поэтому согласно мировым стандартам стоит приобретать оборудование, полностью укомплектованное защитными устройствами.

Печатную версию статьи читайте в журнале Gasworld, выпуск № 72 «Н2 -водородная энергетика», ноябрь-декабрь 2019 г.

Выбрать и заказать огнепреградительные и обратные клапаны можно по ссылке https://gas-solutions.ru/product-category/komplektuyushchie/

Материалы подготовлены специалистами Gas-solution.ru и IBEDA

 

X